以下、本発明を構成する要件とその限定理� ��を記載する。
 1.導電性物質
 本発明に係るステンレス鋼材は、ステンレ� ��鋼母材と電気的に接続しつつ、ステンレス� ��母材の表面に設けられた酸化膜、すなわち� ��テンレス鋼母材の不動態皮膜を貫通するよ� ��に設けられた導電性物質を備える。この導� ��性物質は、酸化膜の表面に設けられた導電� ��(詳細は後述する。)とも電気的に接続して� �る。導電性物質と電気的に接続している部� �以外のステンレス鋼母材の表面には、酸化� �が設けられているため、導電性物質を介し� �、ステンレス鋼材と導電層とは電気的に接� �している。

 ステンレス鋼母材の表面における導電性� ��質がステンレス鋼母材と電気的に接触する� ��域の面積比率や形状、換言すれば、ステン� ��ス鋼母材の表面に設けられた酸化膜、すな� ��ち不動態皮膜と導電性物質とが作るパター� ��、は特に限定されない。好ましい一例とし� ��、酸化膜をマトリックスとして、導電性物� ��が散在する表面パターンが挙げられる。一� ��的には、導電性物質よりも酸化膜のほうが� ��食性に優れるため、耐食性の確保の観点か� ��はステンレス鋼母材の表面における導電性� ��質と電気的に接続する部分の面積は少ない� ��うが好ましい。逆に、後述するように、本� ��明においては、導電性物質は集電ポイント� ��して機能するため、導電性物質とステンレ� ��鋼材との直接的な接触面積は、大きいほど� ��触抵抗は低くなる。したがって、導電性物� ��と電気的に接続する部分の面積は、流す電� ��量によって適宜決定すればよいことになる� ��一方、過度の電流集中を避けるために、導� ��性物質は酸化膜に散在するように設けられ� ��いることが好ましい。

 酸化膜に導電性物質を散在させる方法は� ��に限定されない。簡便な方法の一例として� ��ステンレス鋼母材中に導電性物質を分散析� ��させておき、セパレータに成形後、酸洗等� ��鋼母材の表面に露出させる方法が挙げられ� ��。この場合には、ステンレス鋼母材の表面� ��おける導電性物質が露出した部分にはステ� ��レス鋼母材の酸化膜としての不動態皮膜は� ��成されない。このため、酸化膜は導電性物� ��を包むように成長する。したがって、結果� ��に導電性物質は酸化膜を貫通するように設� ��られることになり、しかも、導電性物質は� ��化膜に散在した状態となる。

 この導電性物質の組成は、(1)低い電気抵抗� ��よび(2)良好な耐食性を有すれば特に制限は� ��い。好ましい一例として、M ₂ B型硼化物系金属介在物(M ₂ B型硼化物)が挙げられる。このM ₂ B型硼化物は、ステンレス鋼材に含まれる硼� �が鋼を組成する金属元素により生成した導� �性化合物であり、ステンレス鋼母材との間� �の接触抵抗が特に少ない。M ₂ B型硼化物の具体例として、Fe ₂ B,Cr ₂ B,Ni ₂ B,Mo ₂ Bなどが挙げられ、このほか、Cr _x Ni _y B(x、yは正の整数でx+yが約2である。)のような 複合硼化物が例示される。これらのなかでも 、Crの硼化物を含むM ₂ B型硼化物であることが、硬度および導電性� �さらに表面に形成される酸化物の特性(特に� ��械的強度)の観点でバランスが取れていて、 好ましい。

 ここで、M ₂ B型硼化物を形成するステンレス鋼材の構成� �素は、特に限定されず、オーステナイト系� �あっても、フェライト系や2相系であっても� ��まわない。生成されるM ₂ B型硼化物量を増やすという観点からは硼素� �よびM ₂ B型硼化物を作る金属元素の含有量を通常の� �テンレス鋼材に比べて高めることが好まし� �が、鋼材に求められる他の特性(機械特性、� ��食性など)との関係で適宜決定されるべきで ある。

 典型的な鋼組成を以下に例示する。
 オーステナイト系ステンレス鋼として、質� ��%で、C:0.2%以下、Si:2%以下、Mn:3%以下、Al:0.001 %以上6%以下、P:0.06%以下、S:0.03%以下、N:0.4%以� ��、Cr:15%以上30%以下、Ni:6%以上50%以下、B:0.1%� �上3.5%以下、残部Feおよび不純物を含有する� �テンレス鋼が例示される。強度、加工性、� �食性の観点から、更にFeの一部に代えて、質 量%で、Cu:2%以下、W:5%以下、Mo:7%以下、V:0.5%以 下、Ti:0.5%以下、Nb:0.5%以下が含有されていて� ��よい。

 フェライト系ステンレス鋼として、質量% で、C:0.2%以下、Si:2%以下、Mn:3%以下、Al:0.001%� �上6%以下、P:0.06%以下、S:0.03%以下、N:0.25%以下 、Cr:15%以上36%以下、Ni:7%以下、B:0.1%以上3.5%以 下、残部Feおよび不純物を含有するステンレ� ��鋼が例示される。強度、加工性、耐食性の� ��点から、更にFeに一部に代えて、質量%で、C u:2%以下、W:5%以下、Mo:7%以下、V:0.5%以下、Ti:0. 5%以下、Nb:0.5%以下が含有されていてもよい。

 2相系ステンレス鋼として、質量%で、C:0.2 %以下、Si:2%以下、Mn:3%以下、Al:0.001%以上6%以� �、P:0.06%以下、S:0.03%以下、N:0.4%以下、Cr:20%以 上30%以下、Ni:1%以上10%以下、B:0.1%以上3.5%以下 、残部Feおよび不純物を含有するステンレス� ��が例示される。強度、加工性、耐食性の観� ��から、更にFeに一部に変えて、質量%で、Cu:2 %以下、W:5%以下、Mo:7%以下、V:0.5%以下、Ti:0.5%� ��下、Nb:0.5%以下が含有されていてもよい。

 それぞれの成分の限定理由は、以下のとお� ��である。なお、元素の含有量における%は質 量%を意味する。
 Cは、鋼の強度を確保するために必要な元素 であるが、過剰に含有させると、加工性が劣 化するので上限を0.2%とする。好ましくは、0. 15%以下である。

 Siは、脱酸剤として添加される成分である� �しかし、過剰な添加は延性の低下を招き、� �に2相系ではσ相の析出を助長する。したが� �て、Siの含有量は2%以下とする。
 Mnは、脱酸や鋼中のSをMn系の硫化物として� �定する作用があるために、添加される。一� �で、オーステナイト相安定化元素であるた� �に、オーステナイト系では相の安定化に寄� �する。また、2相系ではフェライト相の比率� ��調整する目的で調整される。しかし、過剰� ��含有させると耐食性を低下させるため、上� ��を3%とする。好ましい範囲は2%以下である。

 P、Sは、不純物として混入する元素であり� �耐食性や熱間加工性を低下させるために、� �れぞれ0.06%以下、0.03%以下とする。
 Alは、脱酸元素として溶鋼段階で添加する� �本発明鋼ではBを含有させM ₂ B型硼化物を形成させるが、Bは溶鋼中酸素と� ��結合力が強い元素であるので、Al脱酸によ� �酸素濃度を下げておくのがよい。そのため� �0.001~6%の範囲で含有させるのがよい。

 Nは、フェライト系におけるNは不純物で� �る。Nは常温靭性を劣化させるので上限を0.25 %とするのがよい。低いほうがより好ましく� �0.1%以下とする方が良い。一方、オーステナ� ��ト系および2相系においては、Nはオ-ステナ� ��ト形成元素として、オーステナイト相バラ� ��スの調整や、耐食性の向上に有効な元素で� ��る。しかし、過剰な含有は加工性を劣化さ� ��るために、上限を0.4%とするのがよい。

 Crは、ステンレス鋼の耐食性を確保する� �に必要な元素であり、オーステナイト系お� �びフェライト系では15%以上、2相系では20%の� ��有が必要である。フェライト系においてはC r量が36%を超えると量産規模での生産が難し� �なる。オーステナイト系では30%を超えると� �ーステナイト相がその他合金成分の調整に� �っても不安定になる。また、2相系では、30%� ��超えるとフェライト相が増加し、2相組織を 維持し難くなる。

 Niは、オーステナイト相安定化元素で、� �ーステナイト系では耐食性を向上させるこ� �が可能となる。6%未満では、オーステナイト 相が不安定となり、また50%を超えると製造が 困難となる。フェライト系においても、耐食 性、靭性を改善する効果があるが、7%を超え� ��含有させると、フェライト相が不安定とな� ��ため、7%を上限とする。一方、2相系におい� ��も、耐食性、靭性を改善する効果があり、1 %以上含有させる。しかし、10%を超えて含有� �ると過度のオーステナイト相の増加とフェ� �イト相の減少を招く。

 Bは、M ₂ B型硼化物を形成させるのに重要な元素であ� �、Cr、Feを主体とし、Ni、Moを微量含有する(Cr ,Fe) ₂ B、(Cr,Fe,Ni) ₂ BといったM ₂ B型硼化物として析出させる。この効果は、0. 1%以上で発揮されるが、3.5%を超えるBを含有� �せることは、通常の溶解法での製造では困� �である。

 Cu、W、Mo、V、TiおよびNbは任意添加元素で あり、強度、耐食性等を改善する元素で、そ れぞれ、2%、5%、7%、0.5%、0.5%、0.5%を上限とす る。これを越えた含有は、上記の改善効果が 飽和するうえに、加工性を劣化させる場合も ある。

 M ₂ B型硼化物をステンレス鋼母材の表面に露出� �せる処理(以下、「露出処理」ともいう。)は 特に限定されない。一例として、ステンレス 鋼母材および不動態皮膜は溶解するが硼化物 を溶解しにくい酸液等でステンレス鋼母材を 選択的に溶解し露出させる方法が挙げられる 。この酸液等には、ふっ酸、硝酸、硫酸、塩 酸、塩化第2鉄等を単体または混合して用い� �ことができる。特に、ふっ酸、硝酸、硫酸� �塩酸等の酸液で処理した場合には、電池の� �動中に固体高分子電解膜由来のF、SO ₄ ^2- によるセパレータからの金属の溶出を抑制で きる点で好ましい。この理由については明ら かではないが、電池稼動中に生成するふっ酸 や硫酸で予め酸洗を行っておくことによって 、これらの酸で溶解可能な金属成分は酸洗時 に溶出しているために、稼動時の金属の溶出 が抑制されているものと推測される。

 露出処理は不動態皮膜を溶解する処理で� ��るために、セパレータ用のステンレス鋼材� ��おける酸化膜としての不動態皮膜が十分に� ��成されず、ステンレス鋼材が腐食されやす� ��なる問題が生じる場合がある。このような� ��合には、露出処理の後に、硝酸等の酸化性� ��で不動態化処理を行うことが望ましい。

 また、不動態化処理を行った場合に、M ₂ B型硼化物の表面酸化物が成長し、接触抵抗� �増大する場合がある。このような場合には� �酸化膜として機能する不動態皮膜を溶解し� �くい硫酸等でM ₂ B型硼化物の表面酸化物を選択的に除去する� �とが好ましい。

 2.導電層
 本発明に係るステンレス鋼材は酸化膜(不動 態皮膜)上に導電層が設けられており、その� �電層は非金属性導電物質を備える。なお、� �下、導電性物質がM ₂ B型硼化物からなる場合を例として説明を行� �が、導電性物質は他の材料であってもよい� �

 導電層を構成する非金属性導電物質には、� ��述のように、カーボンブラックや導電性塗� ��、さらにはITO(酸化インジウムスズ)、WCなど の化合物系の導電物質などが含まれ、これら の材料を使用してもよい。黒鉛質炭素を用い ることが化学的安定性、導電性、およびM ₂ B型硼化物に対する密着性などの観点から好� �しい。

 黒鉛質炭素は種類を問わず、鱗片状黒鉛� ��鱗状黒鉛、膨張黒鉛、天然黒鉛、人造黒鉛� ��いずれを使用してもよい。後述するように� ��黒鉛質炭素の異方導電性を最大限に生かす� ��点からは鱗片状黒鉛や鱗状黒鉛のようなア� ��ペクト比(直径/高さ)が大きな形状を有する� ��のを用いることが好ましい。

 ここで、被覆する黒鉛質炭素には、(1)導電� ��が高いこと、(2)硫酸・フッ素イオン等が存� ��する雰囲気においても十分な耐食性を有す� ��ことが求められる。さらに、後述する好ま� ��い製造方法(酸化膜の表面とM ₂ B型硼化物の表面とからなる表面に対して黒� �質炭素を摺動させ、M ₂ B型硼化物のやすり効果により黒鉛質炭素を� �り取り、これを酸化膜の表面にa軸方向が優� ��的に表面と平行となるように固着させる方� ��)の観点から(3)摺動による被覆が容易である 軟質材料であることが好ましい。

 こうした要求を同時に満たす観点からは� ��結晶性が高い黒鉛質炭素を用いることが好� ��しい。前述のように、結晶性が高いほど黒� ��質炭素は軟質であり導電性も良好であるう� ��、結晶性が高いほど耐薬品性が良好で、酸� ��アルカリのいずれの環境下においても優れ� ��耐食性を有する。このため、結晶性が高い� ��どイオン溶出等でMEA膜を汚染し性能劣化を� ��引する可能性が低い。

 ここで、黒鉛質炭素は、一般的にC面間隔 d002の大きさによって結晶性を評価すること� �でき、本発明に使用する黒鉛質炭素のC面間� ��をd002≦3.390Åとすることで、上記の要求を� ��度に満たすことができ、特に好ましい。

 また、黒鉛質炭素は、その抵抗の低い方� ��(a軸方向)が酸化膜の表面と平行になるよう� ��配向させることが好ましい(図3参照。)。こ� ��場合には、体積抵抗率の低いa軸方向が酸化 膜の表面に平行となっているため、この面内 方向での電荷の移動が容易になっている。

 このため、このセパレータにガス拡散電極� ��が接触すれば、その接触部分にステンレス� ��母材と直接的に電気的に接続しているM ₂ B型硼化物が存在せず、ガス拡散電極層は黒� �質炭素と接触していた場合であったとして� �、この面内方向の体積抵抗率が特に低くな� �ている導電層を通じて電荷がM ₂ B型硼化物に速やかに移動することが可能で� �る。そして、M ₂ B型硼化物はステンレス鋼母材と電気的に接� �しているため、電荷はステンレス鋼母材へ� �移動することができる。

 すなわち、結晶性が高い黒鉛質炭素を含ん� ��なりセパレータ表面に存在する導電層にガ� ��拡散電極層が接触すれば、M ₂ B型硼化物とガス拡散電極層とが直接的に接� �していなくとも、この導電層によるM ₂ B型硼化物への集電現象によってセパレータ� �ガス拡散電極層との電気的接触が達成され� �ことになる。

 従来のM ₂ B型硼化物を露出させただけ構成のステンレ� �鋼材(以下、「導電層がない硼化物分散ステ� ��レス鋼材」という。)からなるセパレータを 用いた燃料電池では、このような集電現象が 生じないため、ガス拡散電極層とセパレータ との電気的な接触状態は複数の点接触であっ た。この燃料電池と比べて、本発明に係るセ パレータを用いた燃料電池では、ガス拡散電 極層とセパレータとの電気的な接触面積が飛 躍的に増大するため、その電気的な接触状態 は複数の点接触から面接触に近い状態に変化 する。このような優れた電気的な接触状態の 結果として、本発明に係るセパレータはその 表面部分は金めっきと同等の抵抗値を示し、 かかるセパレータを用いた燃料電池は、金め っきセパレータを用いたものと同等の電池特 性を有する。

 ここで、前記の集電現象を効果的に実現� ��るためには、本発明に係る非金属性導電性� ��質を含んでなる導電層の面内方向の電気抵� ��がガス拡散電極層の電気抵抗よりも低いこ� ��が好ましい。この点に関し、ガス拡散電極� ��の電気抵抗は体積抵抗率として面内方向0.08 ωcm程度(財団法人 日本自動車研究所 平成16� ��度「燃料電池自動車に関する調査報告書」� ��4章 技術動向-1 214ページ 表4-1-15参照)であ るから、黒鉛質炭素のC面間隔をd002≦3.390Å� �あって黒鉛質炭素のa軸方向が表面に平行に� ��向した構造を有する導電層は、この集電現� ��が効果的に発生しているものと推測される� ��

 本発明に係る導電層における黒鉛質炭素� ��配向性は、導電層中の黒鉛質炭素結晶から� ��広角X線回折における(110)回折線のピーク強� ��I(110)と(004)回折線のピーク強度I(004)との強� �比であるI(110)/I(004)により知ることができる� ��

 広角X線回折による回折線のピーク強度の測 定方法は前述のとおりである。
 この指標I(110)/I(004)が0.1未満であれば、黒鉛 質炭素被覆層における黒鉛質炭素のa軸方向� �ほぼステンレス鋼材の表面と平行する状態� �なり、黒鉛質炭素のa軸方向の低い体積抵抗� ��(4~7×10 ^-5 ωcm)を積極的に活かす、すなわち集電現象を� ��果的に生じさせることが可能となる。指標I (110)/I(004)が0.05未満であれば、特に優れた電� �特性を有するステンレス鋼材が得られる。

 以上説明したように導電層は集電現象に� ��りセパレータとしての高い導電性を実現し� ��いるものと想定されるが、黒鉛質炭素の熱� ��導率が高いこともセパレータとしての導電� ��を高めることに寄与していると考えられる� ��

 黒鉛質炭素を含んでなる導電層は酸化物で� ��る不動態皮膜に比べると熱伝導率が高く、� ��に黒鉛質炭素の結晶性が高く、黒鉛質炭素� ��a軸方向がほぼステンレス鋼材の表面と平行 する場合には、導電層の表面と平行な方向に ついて100W/mK以上の熱伝導率が達成されてい� �ものと想定される。このため、使用時に集� �現象によってM ₂ B型硼化物に発生するジュール熱は速やかに� �電層に拡散していることが期待される。し� �がって、M ₂ B型硼化物の体積抵抗率がジュール熱によっ� �上昇したり、M ₂ B型硼化物が熱変性することによってその体� �抵抗率が上昇したりすることが抑制され、� �パレータとしての導電率の低下が抑制され� �ことになる。

 また、導電層がない硼化物分散ステンレス� ��材からなるセパレータでは、表面に露出す� ��M ₂ B型硼化物の分布がガス拡散電極層との接触� �抗に直接的に影響していた。このため、表� �に露出するM ₂ B型硼化物の分布を可能な限り多くする必要� �あった。

 しかしながら、本願発明に係るステンレス� ��材では、この集電現象によって、ステンレ� ��鋼母材と電気的に接続しているM ₂ B型硼化物のステンレス鋼母材の表面におけ� �分布の程度がガス拡散電極層とセパレータ� �の接触抵抗に与える影響が少なくなる。こ� �ため、ステンレス鋼材の化学組成の自由度� �高くなる。具体的には、ステンレス鋼材中� �硼化物の生成量を低減できるために鋼材の� �工性が向上し、ステンレス鋼材を製造する� �延、冷延工程、更にはセパレータのプレス� �工工程の負荷が低減できる。また、M ₂ B型硼化物を形成する工程(熱処理など)やこれ を露出させる工程の管理許容幅が広がる。し たがって、本発明に係るステンレス鋼材は、 導電層がない硼化物分散ステンレス鋼材に比 べて生産性が向上している。

 また、本発明に係るステンレス鋼材からな� ��セパレータはガス拡散電極層に対して実質� ��に電気的に面接触することになるため、電� ��伝導を担うM ₂ B型硼化物の一つが酸化などの理由により導� �性能が低下しても、電気的な接触状態が複� �の点接触であった導電層がない硼化物分散� �テンレス鋼材に場合に比べてその影響は軽� �であり、接触抵抗の経時変化が起こりにく� �。

 導電層はM ₂ B型硼化物上に設けられていてもよい。M ₂ B型硼化物の表面にも導電層が設けられるこ� �によって、M ₂ B型硼化物の表面酸化物の形成が抑制される� �このため、ガス拡散電極層との接触抵抗が� �時的に上昇することが抑制される。

 上記のような導電層を実現する被覆方法は� ��に制限されないが、次の方法を用いれば、� ��記の被覆状態が効率的かつ安定的に実現さ� ��、好ましい。
 まず、ステンレス鋼母材にM ₂ B型硼化物が分散されたステンレス鋼からな� �基材を公知の方法により形成する。具体例� �示せば、次のようになる。まず、溶解原料� �炉内で加熱溶解し、得られた溶鋼を連続鋳� �によりスラブとし、これを熱間圧延し、焼� �する。得られた鋼を酸洗後、冷間圧延し、� �鈍することによりステンレス鋼からなる基� �が得られる。なお、連続鋳造を行わずに、� �鋼から造塊してインゴット得て、これを鍛� �して熱間圧延に供してもよい。また、冷間� �延を複数回行い、その間に中間焼鈍を行っ� �もよい。あるいは、M ₂ B型硼化物の生成を確実にするために、セパ� �ータへの形状加工を行った後で熱処理(例え� ��700℃~800℃程度、数時間~数十時間)を行って� ��よい。

 次に、物理的および/または化学的にステン レス鋼からなる基材(この基材が形状加工さ� �てセパレータの形状が付与されたものを含� �。)の表面の表面、を除去し、その表面にM ₂ B型硼化物を露出させる。その方法は基材の� �理的・化学的特性に基づき、公知の方法か� �適切な方法を選択して実施すればよい。具� �例を示せば、物理的方法としてはベルトグ� �インディングなどを用いた表面研磨が挙げ� �れる。化学的方法としては酸による洗浄が� �げられ、処理液として塩化第二鉄水溶液や� �酸およびフッ酸の混合水溶液が例示される� �なお、表面にM ₂ B型硼化物を露出させる処理が行われたステ� �レス鋼からなる基材では、M ₂ B型硼化物が露出する表面以外の表面は、ス� �ンレス鋼母材の不動態皮膜からなる酸化膜� �覆われている。

 続いて、酸化膜の表面とM ₂ B型硼化物の表面とからなる表面(被処理表面) と黒鉛質炭素のブロックとを摺動させ、M ₂ B型硼化物のやすり効果によって黒鉛質炭素� �表層を削り、被処理表面に圧着させる。こ� �ようにして黒鉛質炭素の被覆を行うと、摺� �によるせん断力によって黒鉛質炭素はブロ� �クからちぎれて鱗片状となって、露出したM ₂ B型硼化物の表面を含む被処理表面の全面に� �着する。そして、この黒鉛質炭素が鱗片状� �あることにより、固着した黒鉛質炭素のa軸� ��被処理表面に平行になりやすい。このため� ��図3に示すような集電作用が生じやすくなり 、特に優れた特性のセパレータが得られる。

 黒鉛を摺動付着させる方法については、上� ��の摺動に限定されるものではない。他の例� ��示すと次のようになる。
 ロール材質を黒鉛とした圧延機でバックテ� ��ションをかけながら圧延を行う、
 フライス盤の工具部分を黒鉛丸棒に交換し� ��一定の荷重をかけながら黒鉛を回転させて� ��着する、
 黒鉛粉末を付着させたブラシで表面を擦る� ��および
 黒鉛粉末を付着させた布(フェルト等)で擦� �。

 被処理表面と導電層との密着性を高めるた� ��に、被処理表面(酸化膜の表面と硼化物系金 属介在物の表面とからなる表面)の表面粗さ� �、平均表面粗さRaとして0.10μm以上とするこ� �が好ましい。被処理表面の表面粗さの上限� �この密着性の観点からは特に制限されない� �粗さを過度に大きくしても効果が飽和する� �め、実用上0.1~3μm程度で十分である。また、 ステンレス鋼材をプレス成形等によりセパレ ータ形状へ加工した際に割れが発生する可能 性を低減する観点から、平均表面粗さRaを板� ��の1/10以下とすることが好ましい。通常酸洗 で表面粗さを増大させる場合には、平均表面 粗さRaは2~3μmが上限となる。ダルロールを用� ��ると被処理表面に数十μm程度の粗さを十分� ��与できる。M ₂ B型硼化物を露出させるために行う表面処理(� ��えば酸による洗浄)において、同時に被処理 表面に所定の表面粗さを付与してもよい。

 なお、この表面粗さは、ステンレス鋼材の� ��ち、燃料電池を構成した場合にガス拡散電� ��層と接触する面のみが有すればよい。
 被処理表面を上記の表面粗度に調整する方� ��は特に限定されず、いくつか例を挙げると� ��次のようになる。

 (1)表面処理:例えば塩化鉄などステンレス 鋼材をエッチングするための公知のエッチャ ントを用い、エッチング量に応じてエッチャ ント濃度、エッチング液温度、エッチング時 間などを設定してエッチングを行う。

 (2)ベルトグラインドによる研磨:表面にダ イヤモンド、炭化珪素、アルミナなどの研磨 砥粒が埋め込まれたベルトグラインダーを用 いて表面研磨を行い、所定の表面粗度まで調 整する。

 (3)圧延ロールの表面粗さを調整することに� ��る表面粗さ制御:圧延ロール研削仕上げの粗 さを調整し、被圧延材の表面粗さを調整する 。
 3.結着剤について
 前述のように、結着剤は導電性を有しない� ��で、黒鉛質炭素を被覆する場合にこれを使� ��すると、当然に接触抵抗は高くなる。この� ��め、被処理表面上に導電層を形成するとき� ��は結着剤を用いないことが理想的である。� ��た、上記の好ましい態様として示したC面間 隔がd002≦3.390Åである黒鉛質炭素を用いて、 上記の好ましい方法で被覆すれば、通常の燃 料電池に組み込み、使用される条件では剥離 がほとんど発生しないセパレータを得ること が可能である。

 しかし、たとえば厳しい燃料電池運転条件� ��より密着性を要求される場合には黒鉛質炭� ��を含む導電層を形成する際に結着剤を使用� ��ることが可能である。
 この結着剤の使用に関し、従来技術におい� ��は黒鉛質炭素と結着剤とを混合して塗料化� ��て塗布する方法が一般的であるが、上記の� ��鉛質炭素ブロックとステンレス鋼からなる� ��材(この基材が形状加工されてセパレータの 形状が付与されたものも含む。)との摺動に� �り黒鉛質炭素を鋼材またはセパレータの表� �に固着させる方法の場合には、まず、被覆� �るステンレス鋼からなる基材の表面、すな� �ち被処理表面に結着剤を塗布し、その後、� �鉛質炭素を摺動被覆することが望ましい。

 上記の摺動被覆では次の現象が生じている� ��想定される。
 ・結着剤が表面に塗布された被処理表面に� ��いて、突出するM ₂ B型硼化物が黒鉛質炭素を削り取る、
 ・対向する黒鉛質炭素ブロックとの摺動に� ��り、被処理表面上の結着剤が被処理表面か� ��剥がれる、
 ・被処理表面と黒鉛質炭素ブロックとの間� ��、削り取られた黒鉛質炭素と剥がれた結着� ��とが混合される、および
 ・被処理表面と黒鉛質炭素ブロックとの間� ��おける黒鉛質炭素と結着剤との混合物が、� ��処理表面に固着して導電層となる。

 このほか、黒鉛質炭素ブロックから削り取� ��れた黒鉛質炭素がそのまま、結着剤が塗布� ��れた被処理表面上に固着して導電層をなす� ��象も、同時に発生していると考えられる。
 このため、摺動固着後の被処理表面におけ� ��導電層は、被処理表面との界面側ほど結着� ��の含有量が多く、最表面側ほど黒鉛質炭素� ��含有量が高くなっているものと考えられる� ��この構造を有する導電層を備えるセパレー� ��における導電層の密着性およびガス拡散電� ��との接触抵抗の双方に優れていることは、� ��易に理解される。

 ここで、被処理表面のうち、M ₂ B型硼化物の表面は、酸化膜の表面よりも強� �力で摺動される。このため、M ₂ B型硼化物の表面における結着剤は酸化膜の� �面における結着剤よりも、対向する黒鉛質� �素ブロックとの摺動において剥がれやすい� �したがって、M ₂ B型硼化物の表面における導電層は、酸化膜� �表面における導電層よりも結着剤の含有量� �低く、黒鉛質炭素の含有量が高いと考えら� �る。それゆえ、M ₂ B型硼化物の表面における導電層は相対的に� �触抵抗が低いと期待される。

 なお、M ₂ B型硼化物の表面の導電層は、結着剤の含有� �が相対的に少ないため、導電性は高いもの� �密着性が相対的に低くなっている可能性が� �る。しかしながら、M ₂ B型硼化物の表面の導電層の周囲に連続的に� �成される酸化膜の表面の導電層は、M ₂ B型硼化物の表面の導電層よりも結着剤の含� �量が多くなるため、相対的に強固に酸化膜� �対して密着している。このため、この酸化� �の表面の導電層によってM ₂ B型硼化物の表面の導電層は保持され、剥離� �抑制されているものと考えられる。

 こうして、結着剤を使用しつつ、初期の接� ��抵抗が低く、かつ経時的変化が少ないセパ� ��ータを得ることが実現される。
 このような結着剤を予め塗布する方法を採� ��する場合であっても、黒鉛質炭素およびそ� ��2質量%以下の結着剤を含む塗料組成物を被� �理表面に塗布することが好ましい。塗料組� �物における結着剤の含有量が黒鉛質炭素の� �有量の2%を超えると、導電層の抵抗が大きく なり、燃料電池用の抵抗発熱損失が大きくな って、電力としての出力が小さくなる可能性 が高まる。

 なお、用いる結着剤は、耐水性、耐酸化� ��そして耐薬品に優れるものであれば、種類� ��問わない。燃料電池の触媒層形成に用いら� ��るPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PVDF(� �リフッ化ビニリデン)などフッ素樹脂系の結� ��剤が好ましく、これらの中でもPTFEが特に好 ましい。